Cláudio MonteiroFEUP / Smartwattcdm@fe.up.pt

Oportunidades de eficiência energética na indústria

31 de Maio de 2011, Porto

A eficiência energética é um recurso …

Como avaliar esse recurso ?

A eficiência energética é um produto…

Como medir esse produto ?

A eficiência energética é um negócio …

Como verificar o que foi contratado ?

Formalização contratual de contratos de eficiência, tais como contratos de desempenho energético no âmbito do

programa ECO-AP

Monitorização da execução de programas de eficiência e metas nacionais Fundo para a Eficiência Energética, no âmbito do PNAEE SGCIE – obrigação de cumprir metas Projectos PPEC – garantir a eficácia não só a implementação Mini-geração – articulado com as medidas de eficiência

Mercado de certificados brancos Ideia adoptado no âmbito ECO-AP, mas deveria ser mais ambiciosa … Conceito para vender eficiência certificada Permite regular e monitorizar as estratégias nacionais de eficiência

Provar poupanças junto do cliente

Detectar desvios anómalos e alteração da condições contratualizadas

Ajustar consumos para alteração de variáveis de envolvente e de produção

Apresentar garantias para conseguir soluções de financiamento da eficiência

Certificar as poupanças

“Medição & Verificação (M&V) é um procedimento de

utilização de medições para determinar correctamente a

poupança real conseguida numa instalação individual

resultante da aplicação de MRE”

Ref: IPMVP Vol I, 2007, Secção 9

A M&V é uma ciência em desenvolvimento, embora as práticas comuns de M&V se encontrem fundamentadas em protocolos como:

▪ IPMVP (o mais utilizado)

▪ ASHRAE Guideline 14

▪ US DOE FEMP M&V Guide for US government buildings

▪ Australian Best Practice Guide – baseado no IPMVP

▪ ISO 50001 - Energy Management Standard – integra aspectos de M&V mas é mais abrangente

Geralmente são necessários documentos e guias específicos com procedimentos mais detalhados e adaptados à situação. Alguns países adaptam os princípios destes protocolos às suas realidades.

Apresenta uma estrutura e define termos usados na

determinação da „poupança‟ após a implementação de um

projecto.

Especifica os tópicos a ser abordados num Plano de

M&V para um projecto específico.

Permite flexibilidade na criação de Planos de M&V,

aderindo aos princípios da: precisão, exaustividade,

conservadorismo, consistência, relevância e

transparência.

Introdução 8

Protocolos

M&V, Financiamento

Formação, Certificação

A Certificação (CMVP) é feita em conjunto com a Association of

Energy Engineers

Construir uma comunidade, Promover a Eficiência

Subscrever serviços através do endereço www.evo-world.org: boletim

informativo, blog, biblioteca, descontos, acesso prévio a documentos

públicos

Parcerias mundiais para comunicação, formação e desenvolvimento

Poupança é a negação do consumo de energia

Não vemos o que não usamos

Não podemos medir directamente o que não usamos

No entanto podemos medir:

Diferenças relativamente ao consumo anterior (referência interna)

Diferenças relativamente a a outros consumidores do mesmo tipo (referência externa)

Completo – considerar todos os efeitos, medir os mais significativos

Conservador – apresentar a poupança mais pessimista

Consistente – entre diferentes situações de aplicação, usar metodologia standardizadas

Preciso – tanto quanto o orçamento permita

Relevante – focar-se na medição do(s) parâmetros(s) chave seleccionado(s) do desempenho energético

Transparente – divulgação completa evitando subjectividade na interpretação

Integro – baseado em indicadores energético, evitar critérios económicos ou ambientais

O custo da M&V varia entre 3% e 10% do valor do investimento no projecto de eficiência

Entidade reguladora e fiscalizadora responsável pelo protocolo e procedimentos

responsável pela credenciação de entidades e profissionais

ESCO responsável pelo desempenho das medidas

responsável por garantir nível de serviço energético

responsável pelo acompanhamento e manutenção

responsável pela M&V

Operador da instalação de consumo responsável por alteração de comportamentos de consumo

responsável por alteração de equipamentos e instalação de consumo

responsável por verificar procedimentos M&V

Des-responsabilidades Preços de energia, situação económica, taxas de juros, taxas ambientais,

encargos fiscais, alterações meteorológicas, alterações de nvolvente

O contrato deve especificar: Definição de valores de referência (baseline), âmbito, condições e

interpretações

Especificação da solução técnica

Especificação da solução de financiamento

Especificação de obrigações e responsabilidades

Plano de execução do projecto de engenharia

Plano de medição e verificação (M&V)

Protocolo de partilha de poupança

Protocolo para resolução de litígios, activação de seguros e alterações de contrato

Definir o protocolo e procedimento de M&V a seguir (no caso do IPMVP escolher a opção M&V)

Fornecer uma visão geral da medida de eficiência energética sobre a qual se fará a M&V.

Identificar as metas de poupança que se pretendem atingir com a medida

Identificar restrições genéricas de operação da instalação.

Identificar responsabilidades de operação da instalação

Opção A – Estima a poupança com base na medida simples de alguns parâmetros e características do sistema

Opção B – Mede efectivamente o consumo (antes e após) e as variáveis que o afectam

Opção C – Mede efectivamente o consumo (antes e após) mas para toda a instalação.

Opção D – Simula o consumo (antes e após) requerendo a modelização das envolventes e dos sistemas.

M&V para sistema isolado M&V para a instalação (vários sistemas)

Fronteira de medição Caracterizar circuitos de fluxo energético Caracterizar unidades de medição Caracterizar variáveis de fluxo energético Caracterizar variáveis de ambiente

Fronteira de utilização Caracterizar espaços de utilização Caracterizar equipamentos de utilização Caracterizar padrões de utilização Caracterizar unidades de medição de estado

As fronteiras de medição e de utilização podem não coincidir. Por impossibilidade, perdas do sistema, simplificação do

sistema de medição, simplificação do processo de medição Em muitos casos são necessários modelos de ajuste entre o que

é medido e o que é utilizado

Indicadores de consumo

Usados no processo de M&V … devem ser definidas as formulas, as variáveis e condições

Usam medidas ou estimativas para obter indicadores que representam o consumo relativamente a variáveis de estado.

Podem ser do tipo:▪ consumo por área,

▪ consumo por utilização,

▪ consumo por produção,

▪ consumo por emissões,

▪ consumo por produtividade económica, etc.

▪ etc.

Indicadores de desempenho

Usados para a estimativa da poupança … é necessário definir fórmulas, parâmetros e condições.

Usam medições relativas a referências para avaliar desempenho

Poderão ser do tipo:▪ indicadores de rendimento,

▪ poupança energética,

▪ poupança económica,

▪ valorização da utilização (qualidade, conforto, …)

(€)BrutodoAcrescentaValor

(tep)EnergiadeTotalConsumo(IE)Energética eIntensidad

Produção

(tep)EnergiadeTotalConsumo(CEE)EnergiadeEspecíficoConsumo

Eficiência económica do consumo da energia

Integra o ajuste à produção

Afectado pela economia e pela gestão financeira da instalação

Eficiência produtiva do consumo da energia

Este tipo de indicadores ajustados devem evitar-se, confundem o conceito de eficiência energética com eficiência económica

Este é um indicadores ajustados simples e fácil de aplicar, mas não pode ser aplicado quando a característica de produção tem um consumo fixo ou quando é não linear.

Necessário definir fórmulas, tabelas, algoritmos, parâmetros e condições

Podemos ter modelos do tipo: Modelos de conversão de unidades

Modelos de agregação de consumos

Modelos de referência (baseline)

Modelos de ajuste

Modelos de desempenho

Definir adequadamente as condições do período de consumo de referência, incluindo: Identificar as principais características de utilidade,

tais como as intensidades da iluminação e temperaturas.

Definir as condições de operação do período de consumo de referência tais como cargas e horas de operação.

Detalhar todas as medições, procedimentos de análise de dados, algoritmos e pressupostos.

Caracterização do próprio consumo no período de referência

Caracterização do consumo em grupos de instalações com características semelhantes.

Poderão ser do tipo: Indicadores de consumo como referência

Padrões de consumo tabelados

Característica de consumo

Representação de incerteza

Edifício completo

Edifício de AVAC

m3 / mês

kWh / mês

Prod A

Prod B

Usados para ajustar variáveis medidas a valorizáveis de energia utilizadas

Poderão ser do tipo: Modelos de ajuste de alteração da fronteira de utilização

Modelos de ajuste de variáveis de envolvente

Modelos de ajuste de alteração da fronteira de medição

Modelos de ajuste de consistência entre fronteira de medição e fronteira de utilização

Modelos de ajuste devido a medição descontínua

Modelos de ajuste relativos a referências das variáveis de estado

Relação entre duas unidades de medição na mesma instalação

• Permite poupar na medição • É necessário definir e formalizar as relações de forma clara

Consumo geral da Instalação

Co

nsu

mo

par

cial

𝐶𝑇(𝑇) = 8,1126 × 𝑇2 − 284,72 × 𝑇 + 8200,2

𝐼𝑇 𝑇 𝑡 =𝐶𝑇(𝑇)

𝐶𝑇(15℃)

Normalização

Factor de ajuste IT

𝐵𝑁𝑟𝑒𝑓 =𝐵𝑅𝑟𝑒𝑓

𝐼𝑇(𝑇 𝑡 )

Definir todas as actividades no período de reporte, incluindo:

Especificar os parâmetros a ser medidos, períodos de medição, precisão requerida, procedimentos de calibração, protocolos de medição, protocolos de aquisição de dados e armazenamento.

Explicar os procedimentos para a validação das actividades de M&V.

Baseados nas medidas ajustadas e nos valores de referência ajustados estimam as poupanças

Poderão ser modelos de: Poupança energética medida antes e após (Opção B do IPMVP)

Poupança energética medida relativamente a indicadores ou características de referência de outras instalações

Poupança energética estimada com base nas características do equipamentos substituído (Opção A do IPMVP)

Poupança com base em simulações de desempenho (Opção D do IPMVP)

Poupança económica e valorização do conforto

Detecção de anomalias no consumo de AVAC

O modelo é aplicado após ajuste

Referência a azul e real a amarelo, para a semana passada

O consumo de electricidade está a subir

i

i

i

iii

PCC

PCCPC

DE

CC(P)DesempenhoEnergético

C (kWh)

P (m3)

Detalhar a calendarização de relatórios e procedimentos de M&V periódicos.

Descrever procedimentos e detalhes de inspecções anuais.

Descrever os requisitos para relatórios de operação e manutenção.

Detalhes de como as poupanças serão calculadas, incluindo: Fornecer justificações e procedimentos para qualquer ajuste de

energia no período de consumo de referência ou de reporte.

Detalhar como os efeitos interactivos serão tratados.

A M&V é essencial, sem a inclusão de um plano de M&V nos contratos de desempenho o mercado da eficiência estará condenada ao fracasso

Um plano de M&V é muito mais que um a medição de energia

É necessária regulação, para adoptar ou definir protocolos adequados aos programas nacionais

É necessário criar uma estrutura de formação e credenciação de peritos de M&V

Haverá responsabilidades de M&V ao nível das ESCO, dos operadores das instalações e das entidades financiadoras.

Mas o ideal seria … existirem entidades independentes e bem credenciadas para realizar a M&V